Tematyka badawcza

Tematyka badawcza
Tematyka badań
Otrzymywanie i własności mikro- oraz nanozłącz lutowniczych na osnowie
bezołowiowych lutowi formowanych metodą elektrolityczną z ekologicznych kąpieli
kompleksowych (J. Wojewoda-Budka, P. Zięba, Z. Świątek-współpraca z DN-2)
Badania będą obejmować analizę mikrostrukturalną mikro- i nanozłącz oraz nanodrutów
formowanych za pomocą metody elektrolitycznej bazującej na ekologicznych składnikach
kompleksujących (cytrynianach, EDTA itp.). Ponadto zostaną przeprowadzone badania
mikroskopowe z wykorzystaniem techniki skaningowej oraz transmisyjnej mikroskopii
elektronowej wraz z analizą chemiczną (EDS) jak również analiza fazowa metodą dyfrakcji
rentgenowskiej dla warstw stopowych na bazie Sn-Zn.
Rozwój nowych materiałów i technologii dla struktur fotowoltaicznych (P. Zięba, M.
Lipiński, P. Panek, K. Drabczyk, G. Kulesza-Matlak, Z. Starowicz, E. Jankowska, B. Drabczyk)
Opracowanie technologii nowego typu ogniw fotowoltaicznych wytwarzanych w procesach
niskotemperaturowych z wykorzystaniem materiałów o strukturze perowskitów. Wykorzystanie
metalicznych i półprzewodnikowych nanocząstek. Rozwój ogniw słonecznych opartych na
krzemie krystalicznym. Badania elektrod metalowych. Wykorzystanie przeźroczystych warstw
przewodzących. Rozwój technologii teksturowania z wykorzystaniem katalitycznych cząstek
metalu do zwiększania absorpcji światła w płytkach krzemowych. Prezentacja Laboratorium Fotowoltaicznego IMIM PAN - 2016 (P.Zieba, K.Drabczyk)
Strukturalne aspekty przemiany martenzytycznej w materiałach funkcjonalnych na
osnowie stopów Heuslera (R. Chulist)
Podstawowym celem badań realizowanych w ramach zadania statutowego będzie określenie
roli przemiany międzymartenzytycznej w stopach Ni-Mn-Ga. W szczególność przemiana typu
5M-7M oraz 7M-NM będą analizowane przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej oraz
metod rentgenowskich. Same badania skupią się głównie na wyznaczeniu zależności
krystalograficznych pomiędzy poszczególnymi fazami martenzytycznymi oraz ich
poszczególnymi wariantami. Wykorzystując rzeczone wyniki zostanie zaproponowany
mechanizmy przejścia pomiędzy poszczególnymi strukturami.
1/6
Tematyka badawcza
Otrzymanie i właściwości powłok Ni-P oraz Ni-Re-P osadzanych bezprądowo oraz ich
reaktywność z lutowiami bezołowiowymi (J. Wojewoda-Budka).
Bezprądowo osadzane powłoki niklowe, pomimo tego, że stosowane są od lat jako pokrycia w
przemyśle elektronicznym, stanowią nadal bardzo aktualne i żywo komentowane w literaturze
zagadnienie. Na jakość połączenia elementów lutowanych decydujący wpływ ma kąpiel
niklująca, a w rzeczywistości wynikająca z tego zawartość fosforu w powłoce. Wstępne badania
dowodzą, że dodatek renu obniża zawartość fosforu w powłoce, co powinno korzystnie wpływać
na jakość lutowanych połączeń. W ramach planowanych badań zostanie opracowana
technologia pozyskania powłok Ni-P oraz Ni-Re-P o różnej zawartości fosforu i dodatku renu,
na miedzi. Następnie poddane one zostaną kompletnej charakterystyce mikrostruktury, składu
chemicznego, stabilności termicznej, tj. temperatury krystalizacji dla powłok amorficznych,
składu fazowego po obróbce cieplnej. Kolejnym krokiem będzie charakterystyka morfologii i
składu chemicznego oraz fazowego granic rozdziału uzyskanych w wyniku reakcji powłok Ni-P i
Ni-Re-P z typowymi lutowiami bezołowiowymi typu Sn-Cu oraz SAC305. W ostatnim etapie
badań zostanie przeprowadzona weryfikacja jakości uzyskanych połączeń poprzez poddanie
ich serii cyklów termicznych zgodnie z normami obowiązującymi w przemyśle elektronicznym.
Poddane szokom termicznym połączenia zostaną przebadane zarówno pod względem
mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego jak i przeprowadzone zostaną badania
mikrotwardości oraz testy na ścinanie, wzbogacające w sposób istotny wiedzę na temat
możliwych miejsc propagacji pęknięć i pozwalających na wskazanie optymalnego składu
powłoki.
Rozwój spektroskopowych i dyfrakcyjnych metod analitycznych oraz badań in-situ w
SEM (M. Faryna, R. Chulist)
Rozwój procedur określających zawartość kontaminowanego węgla analizowanego za
pomocą techniki dyspersji długości fali promieniowania rentgenowskiego WDXS
Problemem do rozwiązania jest odpowiedź na pytanie, jak wpływa zjawisko kontaminacji na
precyzję i dokładność pomiaru węgla podczas analiz w SEM. Dla weryfikacji poprawności
wyboru parametrów pomiarowych prowadzone są mikroanalizy porównawcze dla wzorcowych
próbek o znanej zwartości C techniką WDXS przy zastosowaniu różnych metod
ograniczających kontaminację.
Poprawa przestrzennej zdolności rozdzielczej w mikroskopii orientacji poprzez
zastosowanie transmisyjnej wiązki elektronowej w SEM do akwizycji dyfrakcji elektronów
wstecznie rozproszonych (t-FSD)
Poprawa fizycznej przestrzennej zdolności rozdzielczej dyfrakcji elektronów wstecznie
rozproszonych w SEM możliwa jest w dwojaki sposób, tj. poprzez zmniejszanie energii wiązki
elektronowej oraz poprzez zastosowanie nowej techniki pomiarowej zwanej transmisyjną
dyfrakcją Kikuchiego (TKD) w SEM, w której wykorzystuje się cienkie folie stosowane do analizy
w transmisyjnej mikroskopii elektronowej. W związku z istniejącym zapotrzebowaniem
scharakteryzowania mikrostruktur materiałów silnie odkształconych i drobnokrystalicznych
zainicjowano rozwijanie metod mikroskopii orientacji z wykorzystaniem transparentnych folii w
SEM.
Projekty badawcze (ostatnie 5 lat)
2/6
Tematyka badawcza
Projekty MNiSW
· Doc. dr hab. inż. Marek Faryna - Kształtowanie właściwości użytkowych przeźroczystej
ceramiki ferroelektrycznej w aspekcie korelacji pomiędzy orientacją pojedynczych krystalitów a
fluktuacjami ich składu chemicznego
, NN507448734,
IMIM PAN, kierownik projektu, 2008-2011.
· Prof. dr hab. inż. Waldemar Wołczyński - Optymalizacja wytwarzania monokryształów
wzmacnianych związkiem międzymetalicznym zlokalizowanym w prążkach generowanych
cyklicznie
. 480 038/N508/N, kierownik,
2010-2012
· Dr inż. Robert Chulist - Wpływ modyfikacji strukturalnej stopów Ni-Mn-Ga na zakres
tempeaturowy występowania efekty magnetycznej pamięci
kształtu
, Iuventus+ nr 0063/IP2/2015/73, kierownik 2015-2017
· Dr inż. Joanna Wojewoda-Budka - Wysokotemperaturowe oddziaływanie aluminium z
monokryształami tlenków cynku i niklu o różnej orientacji
", Projekt Iuventus+ nr IP2011061071, kierownik, 2012-2013.
Projekty Narodowego Centrum Nauki
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Zastosowanie procesu lutowania z przejściowym udziałem
fazy ciekłej (TLP) do otrzymania złączy elektronicznych przeznaczonych do pracy w
podwyższonych temperaturach
, Projekt międzynarodowy
niewspółfinansowany HARMONIA Nr 378/N-Eindhoven/2009/0, IMIM PAN, kierownik,
2009-2012
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Przemiany fazowe w osnowie i na granicach
międzyfazowych wymuszone przez intensywne odkształcenie plastyczne
. Projekt międzynarodowy niewspółfinansowany Nr 2011/01/M/ST8/07822, IMIM PAN,
kierownik, 2011-2014
· Dr hab. M. Lipiński, Prof. PAN - Badanie wpływu nanocząstek metali i półprzewodników na
właściwości optoelektroniczne materiałów kompozytowych
. Projekt OPUS nr 2012/05/B/ST8/00087, IMIM PAN, kierownik, 2012-2016
· Prof. dr hab. inż. Marek Faryna - Dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych jako
narzędzie badawcze do analizy rozkładu granic ziaren w przestrzeni trójwymiarowej
. Projekt OPUS nr 2012/05/B/ST8/00117 - IMIM PAN, kierownik 2013-2016
· Mgr inż. Grażyna Kulesza - Dobór i szczegółowa analiza warunków kierunkowej
teksturyzacji powierzchni fotowoltaicznego krzemu krystalicznego w celu poprawy własności
optoelektroniczycnyc
h. Projekt PRELUDIUM nr
2013/09/N/ST8/04165, IMIM PAN, kierownik, 2014-2016
· Mgr inż. Zbigniew Starowicz - Wpływ parametrów procesu fotochemicznego osadzania
nanocząstek metali na podłożu dwutlenku tytanu na właściwości plazmoniczne otrzymanych
nanostruktur, Projekt PRELUDIUM
nr
2014/13/N/ST8/00858, kierownik 2015-2017
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Analiza czynników prowadzących do uzyskania stanu
stacjonarnego w stopach miedzi poddanych skręcaniu pod wysokim ciśnieniem
. Projekt
OPUS Nr 2014/13/B/ST8/04247, IMIM Pan, kierownik, 2015-2018
· Dr inż. Robert Chulist - Zaawansowane badania wpływu rzeczywistej struktury na efekt
kaloryczny wykorzystujący zjawisko pseudosprężystości w stopach z pamięcią kształtu na bazie
Fe,
Projekt SONATA nr 2014/13/D/ST8/03108, kierownik,
3/6
Tematyka badawcza
2015-2018
· Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN - Tworzenie warstwowej struktury
periodycznej w wyniku reakcji w stanie stałym w układach Mg/SiO
2
, Zn/Co
2
Si oraz Zn/Ni
3
S
i, Projekt OPUS nr 2014/15/B/ST8/00195, kierownik, 2015-2018.
Projekty NCBiR-Narodowe Centrum Badań i Rozwoju
· Prof. dr hab. inż. Waldemar Wołczyński - Sterowanie segregacją w średnio-masywnych i
masywnych odlewach ze stopów żelaza z dużą zawartością węgla
, Projekt rozwojowy NR15006004, IMIM PAN kierownik, 2008-2011.
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Specjalne systemy fotowoltaiczne do stosowania w Siłach
Zbrojnych RP
, Projekt rozwojowy
0021/R/T00/2009/08-koordynator, 2009-2011.
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Opracowanie i badania opartej na bateriach słonecznych
stacji ładowania akumulatorów do pojazdów elektrycznych
,
Projekt rozwojowy Nr R 10002010, koordynator w IMIM PAN, 2010-2013.
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba - Lider WP1, dr Piotr Panek - task manager,
Polsko-Norweska współpraca badawcza (Nr POL-NOR/199380/89/2014)- In-line processing of
n+/p and p/p+ junction systems for cheap photovoltaic module production
, 2014 - 2016.
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba, Fotowolaticzne nadwozie samochodowe izotermiczne i
chłodnicze (WOLTER), GEKON II-generator koncepcji ekologicznych
, nr POL-NOR/199380/89/2014, kierownik w IMIM PAN, 2015-2017.
· Prof. dr hab. inż. Waldemar Wołczyński - Opracowanie metalurgicznej metody eliminacji
cząstek twardych z mosiądzów w procesie odlewania ciągłego- CASTBRASS,
PBS3/A5/52/2015, kierownik w IMIM PAN, 2015 2017.
· Prof. dr hab. inż. Waldemar Wołczyński - Opracowanie innowacyjnej metody koagulacji,
redukcji i krystalizacji miedzi w żużlach poprocesowych- AWB1,
PBS3/A5/45/2015, 2015-2017.
· Dr inż. Kazimierz Drabczyk - Innowacyjne elastyczne pokrycie fotowoltaiczne- EPF, GEKO
N II-generator koncepcji ekologicznych
, kierownik w IMIM PAN, 2016-2018.
Fundusze Strukturalne
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba, Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka,
współfinansowany z Europejskiego Funduszu Spójności (Nr POIG.01.03.01-00-103/09) - Popra
wa niezawodności bezołowiowych połączeń lutowanych w pakietach elektronicznych (Pb-free)
, koordynator w IMIM PAN (2010-2013).
· Prof. dr hab. inż. Paweł Zięba, Program Operacyjny Kapitał Ludzki, współfinansowany z
4/6
Tematyka badawcza
Europejskiego Funduszu Społecznego (Nr UDA- POKL.04.02.00-00-006/09-00) -Upowszechnia
nie osiągnięć polskiej oraz światowej fotowoltaiki w procesie kształcenia na poziomie
wyższym-II edycj
a, IMIM PAN, kierownik (2010-2011).
· Dr inż. Robert Chulist, Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej - Zaawansowane badania
wpływu rzeczywistej struktury monokryształów Ni-Mn-Ga na efekt magnetycznie indukowanego
odkształcenia
, Homing
Plus/2013-8/3, IMIM PAN, kierownik (2014-2015)
Współpraca dwustronna z zagranicą
· P. Zieba, Z. Świątek - HgCdTe graded-gap structures for high efficiency IR detectors,
Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics NASU
, Ukraine, 2009-2011.
· P. Zieba - Phase transitions in Al-alloys driven by the severe plastic deformation, Institute
of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Rosja 2011-2013.
· M. Faryna - Microstructural investigations of advanced ceramics, joinings of ceramics and
ceramic composites
, Department of Materials Science and Engineering,
Anadolu University, Eskisehir, Turkey, 2014-2016.
· P. Zieba - Influence of nanosized additives on the physical and mechanical properties of
the bulk materials and coatings,
Space Research and Technology Institute of
Bulgarian Academy of Sciences, Bulgaria, 2015-2017.
· Z. Świątek - Microstructure and physical/chemical properties of electrolytic Zn-Mo layers,
Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics, National Academy of
Sciences, Ukraine, 2015-2017.
Prace doktorskie
Zakończone:
2007 - Mgr Joanna Wojewoda Budka, Charakterystyka zjawisk na granicach międzyfazowych
spoin otrzymanych w wyniku lutowania dyfuzyjnego miedzi stopami indu
- z wyróżnieniem RN IMIM PAN, (promotor: prof. dr hab. inż. Paweł Zięba)
2007 - Mgr inż. Roman Major, Optymalizacja struktury składu fazowego biomateriałów na
podłożu, tytanu i poliuretanu
- z wyróżnieniem IMIM PAN,
(promotor: prof. dr hab. inż. Andrzej Pawłowski)
2011 - Mgr inż. Anna Maria Janus, Morfologia hydroksyapatytu pochodzenia naturalnego w
jego zastosowaniach biologicznych
. (promotor: doc. dr hab.
inż. Marek Faryna)
2012 - Mgr inż. Przemysław Skrzyniarz, Charakterystyka mikrostrukturalna i kinetyczna spoin
Ag/X/Ag (X=Sn, In, Sn-In) otrzymanych w wyniku lutowania dyfuzyjnego
(promotor: prof. dr hab. inż. Paweł Zięba)
2013 - Mgr inż. Katarzyna Berent, Wpływ orientacji krystalograficznej na wyniki badań
mikroanalizy rentgenowskiej w skaningowym mikroskopie elektronowym
. (promotor: doc. dr hab. inż. Marek Faryna)
2014 - Grażyna Kulesza - Wpływ kwasowej i alkalicznej teksturyzacji powierzchni na
podstawowe parametry opto-elektroniczne krzemowych ogniw słonecznych
5/6
Tematyka badawcza
(promotor: prof. P. Zięba; promotor pomocniczy: dr Piotr Panek).
2014 - Bobrowski Piotr - Zastosowanie trójwymiarowej mikroskopii orientacji do analizy
mikrostrukturalnej
(promotor:prof. M. Faryna; promotor pomocniczy: dr
inż. Anna Sypień).
2015 - Mgr inż. Zbigniew Starowicz - Badanie kwantowych nanostruktur półprzewodnikowych i
struktur plazmonicznych do zastosowań w fotowoltaice
(promotor: dr hab. M. Lipiński, prof. PAN; promotor pomocniczy: dr inż. Kazimierz Drabczyk).
2015 - Jakub Cichoszewski - Trawienie chemiczne ze wspomaganiem metalu do zastosowania
w ogniwach słonecznych
(promotor: dr hab. M. Lipiński, prof.
PAN).
Realizowane
Dagmara Fronczek - Charakterystyka mikrostrukturalna i kinetyczna zjawisk zachodzących na
powierzchni połączenia platerów wytwarzanych z użyciem energii wybuchu
(opiekun: dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN; opiekun pomocniczy: dr inż. Robert
Chulist)
Katarzyna Gawlińska - Otrzymywanie i badanie właściwości struktur fotowoltaicznych opartych
na perowskitach
(opiekun: dr hab. Marek Lipinski, prof. PAN; opiekun
pomocniczy: dr inż. Grażyna Kulesza-Matlak)
Mateusz Prokopowicz - Wpływ tekstury i mikrostruktury na efekt pseudoelastyczny w stopach z
pamięcią kształtu na osnowie żelaza (opiekun: Prof. dr hab. inż. Marek Faryna; opiekun
pomocniczy: dr inż. Robert Chulist)
6/6